大气边界层中风力机载荷及功率特性的实验研究

1

作者 郭兴铎 李银然 +2 位作者 李仁年 魏魁 马清东 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期9-16,共8页

该文在风洞中构建出两种平均风切变指数和湍流强度的大气边界层风场,并开展均匀来流和大气边界层条件下风力机载荷及功率特性的实验研究。结果表明:风力机偏航运行时,机组轴向载荷减小,疲劳载荷增大,随着偏航角增大,风轮功率系数减小,... 该文在风洞中构建出两种平均风切变指数和湍流强度的大气边界层风场,并开展均匀来流和大气边界层条件下风力机载荷及功率特性的实验研究。结果表明:风力机偏航运行时,机组轴向载荷减小,疲劳载荷增大,随着偏航角增大,风轮功率系数减小,最优叶尖速比降低。在大气边界层来流条件下,风轮平均倾覆力矩系数和功率系数较均匀来流增大,机组疲劳载荷、极端载荷,及输出功率的非定常特性显著增加,且功率系数的概率分布更符合高斯分布。此外,风轮功率系数频谱与大气边界层来流速度频谱存在一定程度的关联性,在耦合区间出现Φ_(p)/Φ_(u)-f^(-2)的幂率关系。而功率系数频谱在超过约3倍转频后基本维持水平趋势,表明湍流来流与输出功率的调制作用在该频率处开始解耦,解耦后风力机功率输出受湍流来流的影响较弱,其功率谱响应主要取决于风轮的自身特性。 展开更多

关键词 水平轴风力机 大气边界层 湍流 功率 载荷 风洞实验

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基于U-ABL理论屋顶风力机微观选址数值方法 被引量：1

2

作者 王强 汪建文 +2 位作者 侯亚丽 罗坤 高志鹰 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期781-786,共6页

针对国际能源署Task27项目子课题——复杂城市建筑环境屋顶风力机微观选址数值分析方法研究,引入了较传统指数分布更精确、更适宜城市建筑环境的城市大气边界层(U-ABL)理论,探索性提出一种基于城市大气边界层内建筑屋顶风湍流特性分析... 针对国际能源署Task27项目子课题——复杂城市建筑环境屋顶风力机微观选址数值分析方法研究,引入了较传统指数分布更精确、更适宜城市建筑环境的城市大气边界层(U-ABL)理论,探索性提出一种基于城市大气边界层内建筑屋顶风湍流特性分析的屋顶风力机微观选址的数值研究分析新方法.建立了呼和浩特南郊某建筑模型及适宜当地的相关入流函数;计算、分析了建筑屋顶各参考分析点的湍流强度、风加速因子、湍流厚度及理想功率增大因子等湍流特性参数随高度的变化规律;确定了屋顶选定水平轴风力机最佳安装位置为建筑前沿点、最佳安装高度约为1.50倍建筑高度;该实例验证了所提新方法的可行性,能为城市环境风湍流特征分析提供理论依据及新思路,亦对建筑屋顶风力机的微观选址具有理论和工程应用价值. 展开更多

关键词 屋顶风力机 城市大气边界 微观选址 数值方法

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面向空中风力发电系统的风能资源分析

3

作者 蔡彦枫 李晓宇 +1 位作者 任宗栋 孙舒 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期624-632,共9页

以空中风力发电系统(AWES)可捕获的风能为研究对象,采用2012—2021年ERA5再分析资料,对全国范围内300~3000 m之间风速和风功率密度的空间分布、随高度变化、季节变化和日内变化等特征进行分析并按七大区域进行统计。研究结果显示:高风... 以空中风力发电系统(AWES)可捕获的风能为研究对象,采用2012—2021年ERA5再分析资料,对全国范围内300~3000 m之间风速和风功率密度的空间分布、随高度变化、季节变化和日内变化等特征进行分析并按七大区域进行统计。研究结果显示:高风速区与高海拔区域的空间分布基本一致,风速和风功率密度随高度上升持续增大,东北、华北、西北等“三北”区域的风廓线形态更适宜开发高空风能资源;风速和风功率密度的季节变幅随高度升高而有所增大,但变化曲线形态逐渐趋同;风速的日内变化幅度逐渐降低,区域之间的差异也在缩小。研究表明,切风型AWES系统的风能利用潜力低于其他AWES形式,对于中国现有的空域使用情况,采用切风型AWES系统开发高空风能时,建议规划比其他AWES形式更高的运行高度。 展开更多

关键词 风能 风电场 大气边界层 质量控制 再分析资料

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不同风场中特高压换流站阀厅屋盖风压特性试验研究 被引量：1

4

作者 汪之松 王宇杰 +3 位作者 余波 徐晴 何勇 李正良 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期146-155,共10页

特高压(ultra high voltage,UHV)换流站阀厅的金属屋面系统在风荷载作用下易发生屋面表层风揭事故。为深入探讨该类建筑屋面的风压极值特性,基于风洞试验分别探讨了大气边界层(atmospheric-boundary-layer,ABL)风、壁面射流、均匀湍流... 特高压(ultra high voltage,UHV)换流站阀厅的金属屋面系统在风荷载作用下易发生屋面表层风揭事故。为深入探讨该类建筑屋面的风压极值特性,基于风洞试验分别探讨了大气边界层(atmospheric-boundary-layer,ABL)风、壁面射流、均匀湍流三种风场作用下的屋面风压特性,比较了平均风剖面、风速、风向、湍流强度等因素对屋面风压的影响。结果表明:阀厅屋盖迎风前缘负风压最大,且控制风向角在45°左右;壁面射流风场下平均风压系数与脉动风压系数均超过大气边界层风场的结果;风速对阀厅屋盖的负风压系数均值和极值影响较小,而湍流度对风压系数的极值影响较大;大气边界风场时,JGJ/T 481—2019《屋盖结构风荷载标准》的最不利风压系数建议值偏于安全;而在壁面射流风场下,阀厅屋盖全风向最不利风压系数在所有区域都大于JGJ/T 481—2019的建议值,设计中应加以重视。 展开更多

关键词 特高压(UHV)换流站阀厅屋盖 大气边界层(abl)风 壁面射流 均匀湍流 极值风压系数

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考虑大气稳定度的典型复杂地形风场CFD模式 被引量：2

5

作者 孙壮 李树民 +3 位作者 朱蓉 郑丹 刘伟毅 高建勇 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期197-205,共9页

为评估中国典型复杂山地风资源,实现风资源的高效利用,结合雷诺时均的k-ε两方程模型、大气粗糙度壁面函数和热浮力作用,提出能模拟不稳定、中性和稳定状态复杂地形风场特性的大气CFD模式,并针对湍流参数、大气粗糙度对风速廓线的影响... 为评估中国典型复杂山地风资源,实现风资源的高效利用,结合雷诺时均的k-ε两方程模型、大气粗糙度壁面函数和热浮力作用,提出能模拟不稳定、中性和稳定状态复杂地形风场特性的大气CFD模式,并针对湍流参数、大气粗糙度对风速廓线的影响进行参数化研究。采用两种方式驱动CFD模式:一种是通过来流上游的实测风速廓线驱动CFD模式,一种是通过WRF模式输出风速廓线和温度廓线驱动CFD模式。利用山西神池南桦山丘陵山地测风数据进行大气CFD模式验证,通过WRF-CFD耦合仿真研究山地公里级范围热浮力作用对风场的影响,详细对比不同热浮力作用下的大气CFD模式仿真精度。结果表明大气CFD模式能准确地模拟不同稳定度状态下的山区大气风环境,但对于不稳定状态下山后风场的模拟能力稍差。 展开更多

关键词 风能 风电场 大气边界层 复杂地形 大气CFD模式 风廓线 大气稳定度

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中国典型地形风能资源的湍流特征分析

6

作者 贺园园 方艳莹 +1 位作者 程雪玲 朱蓉 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期724-734,共11页

选取4种风能开发利用的典型地形,对其大气边界层风场特别是湍流场的特征进行分析。通过分析不同下垫面无量纲方差与无量纲稳定度参数z/L的关系,表明均在风力机标准的湍流模型适用范围内。湍流动能随风速呈指数增长,不同稳定度下指数差... 选取4种风能开发利用的典型地形,对其大气边界层风场特别是湍流场的特征进行分析。通过分析不同下垫面无量纲方差与无量纲稳定度参数z/L的关系,表明均在风力机标准的湍流模型适用范围内。湍流动能随风速呈指数增长,不同稳定度下指数差异明显。湍流动能的垂直变化,除受稳定度影响外,还与下垫面有关。东海塘沿海局地平坦地形和锡林浩特平坦草原下垫面,湍流动能随高度变化较小;鄱阳湖湖陆交界复杂下垫面,近地面湍流动能明显增大,随着高度的增加,湍流动能迅速下降;河北尚义起伏的中山丘陵下垫面,地形使下层湍流动能随高度减小,上层湍流动能随高度增大。摩擦速度廓线与湍流动能廓线基本一致,但其最大值并不一定在地表附近。 展开更多

关键词 大气边界层 风能 大气湍流 风能资源 湍流动能 下垫面

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考虑大气稳定度的风电场等效粗糙度模型研究

7

作者 李宝良 张子良 +2 位作者 葛铭纬 王罗 刘永前 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期258-264,共7页

目前模型未充分考虑大气稳定度的影响,针对该问题,在不同大气稳定度下,通过建立风电场边界层的动量平衡关系和揭示风电场的流动不均匀性,提出一种适用于不同大气稳定度的风电场等效粗糙度模型。采用大涡模拟方法对所提模型进行验证,结... 目前模型未充分考虑大气稳定度的影响,针对该问题,在不同大气稳定度下,通过建立风电场边界层的动量平衡关系和揭示风电场的流动不均匀性,提出一种适用于不同大气稳定度的风电场等效粗糙度模型。采用大涡模拟方法对所提模型进行验证,结果显示该方法能有效评估大气稳定度对风电场流动不均匀性以及等效粗糙度的影响,所得等效粗糙度平均误差约10%。 展开更多

关键词 风电场 大气边界层 尾流 大涡数值模拟 等效粗糙度模型

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上游山脉对风力机尾流和功率影响的模拟研究

8

作者 张子瑜 黄鹏 曹曙阳 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期97-109,共13页

更好地了解山地上风力机尾流和功率特性有助于山地风电场的布局设计。本研究采用高精度的大涡模拟(large-eddy simulation, LES)研究了上游山脉对下游山脉顶部风力机的尾流和功率性能的影响。在基于伪谱法的LES框架中,本文分别使用了滤... 更好地了解山地上风力机尾流和功率特性有助于山地风电场的布局设计。本研究采用高精度的大涡模拟(large-eddy simulation, LES)研究了上游山脉对下游山脉顶部风力机的尾流和功率性能的影响。在基于伪谱法的LES框架中,本文分别使用了滤波致动盘模型和浸入边界法模拟风力机和山脉对气流的作用。研究表明,LES结果与实验测量的速度和湍动能吻合很好,对湍动能的预测优于雷诺平均Navier-Stokes(Reynolds average Navier-Stokes, RANS)方法。在山脉风力机尾流的模拟中,研究发现风力机尾迹中心轨迹在山顶下风处向下偏转。与孤立山地相比,双峰型山地的尾流恢复速度更快,其恢复速率随着山脉间距的增加先增加后减少。对于有山脉情况,尽管由于气流的加速效应,高斯分布与尾流速度亏损分布在尾流下边缘存在差异,但高斯曲线仍然适用于近似风力机尾流的速度亏损。此外,因为上游山脉尾迹会扩散且到达下游山脉迎风面时会被抬升,所以当山脉间距达到一定距离时,风轮会完全浸没在上游山脉尾迹中,导致风力机功率性能受到上游山脉的不利影响,随着山脉间距的增加先下降后上升。本研究加深了对山地风力机尾流特性和功率性能的认识,对山区风电场的布局设计具有指导意义。 展开更多

关键词 风能 大涡模拟 大气边界层 山脉 风力机尾流 功率性能

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不同稳定度下大气边界层模拟及实测数据验证研究

9

作者 张子良 郭乃志 +2 位作者 易侃 文仁强 石可重 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期112-117,共6页

大气边界层的模拟是风电场风能资源评估的核心环节。然而,现有大气边界层模拟研究中广泛存在对实际气象因素考虑欠缺,从而导致模拟准确性不足的问题。为此,该文结合实际测风数据与开源计算流体力学软件开发了一套风电场大气边界层模拟... 大气边界层的模拟是风电场风能资源评估的核心环节。然而,现有大气边界层模拟研究中广泛存在对实际气象因素考虑欠缺,从而导致模拟准确性不足的问题。为此,该文结合实际测风数据与开源计算流体力学软件开发了一套风电场大气边界层模拟方法。该方法通过对测风数据的分析处理,将地表粗糙度以及大气稳定度这两种关键因素纳入大气边界层的模拟之中,使其能更加贴近实际地模拟边界层内的流场状态。使用该方法在一个真实案例下进行模拟,并与测风塔实测数据进行对比以验证开发方法的可靠性。结果表明,开发方法在不同的大气稳定度下的模拟结果与实测数据吻合程度较高,相比于现有商业软件WT的计算精度有较大幅度的提升,具有一定的工程实用价值。 展开更多

关键词 风电场 大气边界层 数值模拟 测风塔 地表粗糙度 大气稳定度

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风能利用中的空气动力学研究进展Ⅱ:入流和尾流特性 被引量：20

10

作者 王同光 田琳琳 +2 位作者 钟伟 王珑 朱呈勇 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期22-50,共29页

空气动力学是风能工程面临的首要和关键问题之一,决定着风工程的经济性、稳定性和安全性。针对风能技术发展的迫切需求,结合近年来风能设备大型化、规模化、海洋化、智能化和数字化的发展趋势,对风能利用中的空气动力学问题进行了探讨,... 空气动力学是风能工程面临的首要和关键问题之一,决定着风工程的经济性、稳定性和安全性。针对风能技术发展的迫切需求,结合近年来风能设备大型化、规模化、海洋化、智能化和数字化的发展趋势,对风能利用中的空气动力学问题进行了探讨,本篇为其中第二部分:入流和尾流特性。一方面,选取大气边界层、风力机尾流、陆上/海上/复杂地形风电场混合尾流及其之间的相关干扰等典型气动问题为论述对象。另一方面,从外场测量、风洞实验、理论分析、数值模拟、工程建模和人工智能等多种研究途径着手,梳理其中涉及的关键空气动力学问题、特殊物理现象及取得的重要研究进展,分析所涉及的流动分布特性、演变规律与关键流动机理。此外,结合我国气候、地理条件、国情探讨风电发展面临的空气动力学难题并尝试给出解决策略。最后,对未来的研究方向进行展望。以期为风电的行业规划、技术发展和工程实施提供重要参考。 展开更多

关键词 风能 空气动力学 风力机 风电场 大气边界层 研究进展

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关于风洞中用尖劈和粗糙元模拟大气边界层的讨论 被引量：27

11

作者 庞加斌 林志兴 陆烨 《流体力学实验与测量》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期32-37,共6页

尖劈和粗糙元广泛地应用于风洞试验中的大气边界层模拟,该技术成功模拟了不同地貌特征的平均风速和湍流度剖面。随着风工程研究的深入,了解尖劈和粗糙元模拟过程中的作用机理有助于准确地模拟各种大气边界层湍流功率谱和尺度特性。试验... 尖劈和粗糙元广泛地应用于风洞试验中的大气边界层模拟,该技术成功模拟了不同地貌特征的平均风速和湍流度剖面。随着风工程研究的深入,了解尖劈和粗糙元模拟过程中的作用机理有助于准确地模拟各种大气边界层湍流功率谱和尺度特性。试验表明:尖劈利用其迎风平板的分离流产生湍流涡旋,迎风板的宽度决定了涡旋的大小和湍流脉动强度,同时迎风板阻塞比沿高度递减产生近似线性的风速剖面;粗糙元用于模拟实际地面的摩擦效应,调整平均风速和湍流度的剖面分布。遗憾的是,尖劈下宽上窄的结构特点决定了该技术模拟的湍流功率谱和积分尺度的高度变化律与实际大气边界层相反。基于对模拟机理的认识,异型尖劈上部形状有助于模拟大比例模型试验要求的湍流风场。 展开更多

关键词 风洞 尖劈 粗糙元 风场模拟 大气边界层 湍流特性 建筑结构

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915M微波测风雷达原理及实验对比 被引量：13

12

作者 翁宁泉 肖黎明 +1 位作者 龚知本 马大安 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期92-96,共5页

本文讨论了一种用于探测晴空大气边界层的微波风廓线雷达．这种雷达可以测量１００～３０００ｍ风的垂直廓线，另外附加一套无线电声学探测装置，还可以测量１００～１０００ｍ的温度廓线．首先介绍了雷达的测量原理和性能指标，在此基... 本文讨论了一种用于探测晴空大气边界层的微波风廓线雷达．这种雷达可以测量１００～３０００ｍ风的垂直廓线，另外附加一套无线电声学探测装置，还可以测量１００～１０００ｍ的温度廓线．首先介绍了雷达的测量原理和性能指标，在此基础上讨论了影响测量的几个因素，最后给出了苦于对比实验的结果． 展开更多

关键词 风廓线雷达 大气边界层 实验对比 微波雷达 测风雷达

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体育场内场风环境模拟实验研究 被引量：8

13

作者 钮珍南 杜向东 +6 位作者 李长令 张伯寅 钱基宏 赵基达 张维 宋涛 洪涌 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1999年第3期314-320,共7页

体育场内场风环境是建筑设计者和体育工作者非常重视和关心的问题。因为它涉及到运动成绩被承认与否和体育比赛的效果。本文针对浙江省黄龙体育中心主体育场的建筑结构特点，对其内场近地面的风场进行了测量，并采用空气动力学实验中经... 体育场内场风环境是建筑设计者和体育工作者非常重视和关心的问题。因为它涉及到运动成绩被承认与否和体育比赛的效果。本文针对浙江省黄龙体育中心主体育场的建筑结构特点，对其内场近地面的风场进行了测量，并采用空气动力学实验中经常使用的热线风速仪和烟线示踪法对各种不同风向角条件下，外场风在现体育场结构方案中对场内带来的影响，显示内场风场的变化。对体育场建成后的使用，提出风影响预报。可以避免今后由于风作用而产生不利影响时的盲目性。同时可以采取一些相应的补救措施，更能提高体育场的使用性能。 展开更多

关键词 大气边界层风洞 风特性 风场 体育场

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基于数值模拟的复杂地形风场风资源评估方法 被引量：15

14

作者 梁思超 张晓东 +2 位作者 康顺 康雅兰 赵永锋 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期415-420,共6页

与采用线性模型的WAsP软件相比,CFD方法具有可以逼真模拟复杂地形三维风场大气流动的优势,因此成为了复杂地形风场风资源评估的发展方向。为了把CFD软件包FINE/TURBO和带有壁面函数的k-ε湍流模型用于复杂地形地貌风电场的风资源评估和... 与采用线性模型的WAsP软件相比,CFD方法具有可以逼真模拟复杂地形三维风场大气流动的优势,因此成为了复杂地形风场风资源评估的发展方向。为了把CFD软件包FINE/TURBO和带有壁面函数的k-ε湍流模型用于复杂地形地貌风电场的风资源评估和微观选址中去,本文以南澳岛风场作为研究对象,在中性大气条件假设下,对风场区域以30°风向为间隔进行数值模拟。研究采用不同入口边界条件对数值计算结果的影响。比对模拟结果发现,风场中的风加速与湍流强度基本上不随来流条件发生变化。基于这一规律,结合全年测风数据评估风场的风资源分布状况,建立了一套风资源评估的数值模拟及后处理方法,为工程实际提供了有力参考。 展开更多

关键词 湍流模型 微观选址 数值模拟 风资源 大气边界层

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CFD在复杂地形风能开发中的应用研究 被引量：12

15

作者 李军 胡非 +1 位作者 程雪玲 朱蓉 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1250-1256,共7页

利用计算流体力学(CFD)技术将高分辨地形高程资料建立成精细网格模拟复杂地形风场流动,用于支撑复杂地形的风能开发。以江西鄱阳湖矶山附近区域为例,表明湍流方案的设置显著影响复杂地形的风场模拟;并将中尺度天气模式输出当做边界条件... 利用计算流体力学(CFD)技术将高分辨地形高程资料建立成精细网格模拟复杂地形风场流动,用于支撑复杂地形的风能开发。以江西鄱阳湖矶山附近区域为例,表明湍流方案的设置显著影响复杂地形的风场模拟;并将中尺度天气模式输出当做边界条件输入给CFD,初步显示中尺度天气模式结合CFD的方法可更好地模拟复杂地形的大气边界层运动。 展开更多

关键词 CFD 复杂地形 风能 大气边界层

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侧风风场特征对高速列车气动性能作用的研究 被引量：48

16

作者 毛军 郗艳红 杨国伟 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期22-30,共9页

侧风风场特征,如均匀风和大气底层边界速度型对高速列车在侧风环境下运行的安全性评估有直接影响。为了准确地评估侧风对在平原上运行的高速列车的影响,基于三维定常可压缩流动的NS方程,采用SSTk-ω两方程湍流模型和有限体积法,对时速35... 侧风风场特征,如均匀风和大气底层边界速度型对高速列车在侧风环境下运行的安全性评估有直接影响。为了准确地评估侧风对在平原上运行的高速列车的影响,基于三维定常可压缩流动的NS方程,采用SSTk-ω两方程湍流模型和有限体积法,对时速350 km的动车组在均匀风和大气底层边界速度型风场中的流场和气动力特性分别进行了数值模拟计算和分析。结果表明:对在平原上运行的高速列车而言,作用于列车的气动升力、侧向力及倾覆力矩均随侧风风向角的增大而迅速增大;当风场为大气底层边界速度型时,列车顶部与底部及两个侧面的压力差小于风场为均匀风时的压力差,侧向力及倾覆力矩均小于风场为均匀风时的力及力矩,升力则随侧风风向角的增加具有不确定性。采用均匀风场评估高速列车在平原侧风环境中运行的安全性,会高估侧风对列车运行安全影响的风险,使得过低地限制列车的安全行驶速度,从而影响列车的正常运行效率。建议采用大气底层边界速度型风场进行评估。 展开更多

关键词 高速列车 均匀风 大气底层边界速度型 数值模拟 气动特性

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风工程数值模拟中平衡大气边界层的研究与应用 被引量：36

17

作者 杨伟 金新阳 +1 位作者 顾明 陈素琴 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期1-5,共5页

基于RANS方法构造满足水平均匀性的自保持平衡大气边界层是计算风工程中一个非常重要但尚未得到很好的解释和解决、同时也经常被忽略的前提问题。本文从描述湍流流动的模型方程角度对这个问题进行了研究。首先基于湍流平衡假设,从两方... 基于RANS方法构造满足水平均匀性的自保持平衡大气边界层是计算风工程中一个非常重要但尚未得到很好的解释和解决、同时也经常被忽略的前提问题。本文从描述湍流流动的模型方程角度对这个问题进行了研究。首先基于湍流平衡假设,从两方程标准k-ε模型导出一类近似满足大气边界层自保持要求的湍流来流边界条件;接着将本文建议的此类边界条件运用到模拟钝体建筑结构分离流动具有较好适用性的SST k-ω湍流模型中,通过数值风洞模拟对比算例,验证了作者提出的边界条件在构造自保持平衡边界层中的适用性。通过本文的理论和数值研究,一方面对研究平衡大气边界层的模拟问题提供了一种新的方法,另一方面也为风工程数值模拟提供了一类新的适用的来流湍流边界条件,将对增进计算风工程中模拟平衡边界层的理解有所帮助,因此具有理论和实用价值。 展开更多

关键词 计算风工程 平衡大气边界层 标准k-ε模型 SST k-ω模型

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振动尖塔对风洞模拟大气湍流边界层的作用 被引量：10

18

作者 陈凯 毕卫涛 魏庆鼎 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2003年第2期211-217,共7页

针对大气边界层风洞模拟中常常出现的湍流度随高度衰减太快的问题,本文尝试了一种新的被动模拟方法———振动尖塔法。该方法主要采用了具有弹性底座的尖塔型旋涡发生器。尖塔群受风洞自由来流驱动,发生随机振动,向下游流场注入了强烈... 针对大气边界层风洞模拟中常常出现的湍流度随高度衰减太快的问题,本文尝试了一种新的被动模拟方法———振动尖塔法。该方法主要采用了具有弹性底座的尖塔型旋涡发生器。尖塔群受风洞自由来流驱动,发生随机振动,向下游流场注入了强烈的低频扰动,致使试验区的湍流度、积分尺度和风谱惯性子区的宽度都明显增加,改善了风洞的模拟性能。 展开更多

关键词 振动尖塔法 大气边界层风洞模拟 湍流度 旋涡发生器 大气湍流边界层 建筑物

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建筑群环境风场的特性及模拟——风环境模拟研究之一 被引量：34

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作者 张伯寅 桑建国 吴国昌 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2004年第3期1-9,共9页

建筑风环境是研究建筑物与城市风场相互作用的一门空气动力学与大气科学的交叉学科。将空气动力学惯用的风洞实验和流场显示研究手段,直接用于城市大气边界层和建筑物周边流场变化规律的研究。充分利用数值计算的广度和深度与风洞实验... 建筑风环境是研究建筑物与城市风场相互作用的一门空气动力学与大气科学的交叉学科。将空气动力学惯用的风洞实验和流场显示研究手段,直接用于城市大气边界层和建筑物周边流场变化规律的研究。充分利用数值计算的广度和深度与风洞实验相结合,相互验证、相互补充。弥补了目前实验手段尚无法实现的研究。本文以北京商务中心区(CBD)为研究背景,论述了建筑风环境中大气边界层的模拟和具体建筑物风场的显示方法,并与数值计算进行对比,取得了非常一致的结果。为该地区的城市规划和环境保护,提出了科学依据。 展开更多

关键词 建筑风环境 大气边界层模拟 流场显示 数值计算 空气动力学

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沙尘暴天气下城市中心边界层风剖面观测及分析 被引量：10

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作者 李秋胜 郅伦海 胡非 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期83-90,共8页

对沙尘暴天气下北京气象塔8～320m高度之间的风速和温度资料进行统计分析,结果表明在位于城市区域的气象塔周围平均地面粗糙长度为1.5m、零平面位移约为17.5m。观测的风速、风向剖面在47m、100m和200m高度处出现"折点",100m... 对沙尘暴天气下北京气象塔8～320m高度之间的风速和温度资料进行统计分析,结果表明在位于城市区域的气象塔周围平均地面粗糙长度为1.5m、零平面位移约为17.5m。观测的风速、风向剖面在47m、100m和200m高度处出现"折点",100m以下的风向剖面,其风向相对于低处有顺时针旋转的趋势。考虑和不考虑零平面位移拟合的风速剖面指数α均值分别为0.278和0.348,标准差分别为0.052和0.063,两种情况下的α值都有随着风速的增大而减小的趋势。指数律和修正对数律能够较好地描述300m以下平均风速沿高度的实际变化规律,而对数律在强风条件下的适用范围为200m左右。在三层不同高度实测的三正交方向的湍流度之比与已有的经验公式有一定差别,实测顺风向湍流度大于日本规范的结果。 展开更多

关键词 风特性 风速剖面 沙尘暴 大气边界层 高层建筑抗风设计

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